JPH01206366A

JPH01206366A - 半導体レーザー出力制御装置

Info

Publication number: JPH01206366A
Application number: JP63030661A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Asai; 隆宏浅井
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1988-02-12
Filing date: 1988-02-12
Publication date: 1989-08-18

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（技術分野）本発明は、レーザープリンタ、レーザーファックス等に
用いられる半導体レーザー出力制御装置に関する。

（従来技術）周知のように、光源として用いられる素子の一つである
半導体レーザーは、第３図示のように、駆動電流Ｔの大
きさにおいて、発振しきい電流を境として、その光出力
がレーザーの電流対先出力特性に忠実となる立上りを示
す。

このため、上述した駆動電流の制御を行うことが必要と
され、その制御装置の一例として、半導体レーザーの光
出力を光検出回路で検出してコンパレータで、法準値と
比較をし、この結果によりアップダウンカウンタをアッ
プカウント又はダウンカウントさせてそのカウント値に
応じた駆動電流を半導体レーザーに流すようにしたもの
がある。

この制御装置にあっては、上述したアップダウンカウン
タによる駆動電流の設定が行われるわけであるが、その
カウンタでの計数値の出力は、コンパレータでの出力が
低レベルあるいは高レバルから反転する時期を基準とし
て行われ、これにより、半導体レーザーの光出力を所定
のものとするようになっている（例えば、特開昭６０−
１７］、８６３号公報）。

しかしながら、このような半導体レーザー出力制御装置
にあっては、光出力を所定のものとする制御は可能であ
る反面、その光出力の設定が、単に、半導体レーザーの
作動時での所定駆動電流を得ることに注目されて為され
るにすぎず、換言すれば、レーザープリンタの場合、画
像形成を行う時点での半導体レーザーの所定出力を得る
ようにしであるだけなので、画像の存否の区別しかつけ
られず１画像の濃度および、ハーフトーン等についての
忠実な再現をするところまで行かず、これによって、画
像状態に応じた忠実な再現を行うことができないという
問題があった。

しかも、このような制御装置においては、半導体レーザ
ーが、その熱結合により光出力が変動させるので、上述
したような方式で半導体レーザーの駆動電流を調整し、
その駆動電流を一定に保っても、半導体レーザーの発光
時（立上り時）の光出力が半導体レーザーの駆動電流値
によって定まる光出力よりも大きくなっである時定数で
設定値に落ち着くことになる。この状態は、例えば、半
導体レーザーを第４図に示すような変調信号でオン／オ
フさせた場合、半導体レーザーの出力は同図に示すよう
に変動する。

このような現象、つまり出力変動は、半導体レーザーを
使用する装置１例えば、レーザープリンタ等にあって、
画像の濃度ムラとなって現われたり、画像のハーフ１〜
−ンを忠実に再現できなくなる虞れを招く。

（目　的）そこで、本発明の目的は、促来の半導体レーザー出力制
御装置の問題に鑑み、半導体レーザーを光源とする装置
において、画像の再現を、例えば、再生しようとする画
像の状態に対応して忠実に行うことができると共に、そ
の再現に際しての半導体レーザーでの出力変動を補正で
きる半導体レーザー出力制御装置を得ることにある。

（構　成）この目的を達成するため、本発明は、例えば、画像濃度
等を含む画像情報に対応した半導体レーザー側での光出
力が得られるように、複数段の駆動電流設定部を設け、
信号の入力に応じてそれら複数の駆動電流設定部のいず
れかを選択できるようにすることを提案するものである
。

本発明によれば、画像濃度を含めた画像情報に応じた半
導体レーザー側での光出力が得られ、かつ、その光出力
を、実際の半導体レーザーオン時での出力変動に対応し
たものに補正して得ることができる。

以下、第１図および第２図において本発明の実施例の詳
細を説明する。

第１図は、本発明実施例による半導体レーザー出力制御
装置を示すブロック図であり、同図において本実施例の
半導体レーザー出力制御装置１は、複数の定電流源と、
この定電流源を作動させる複数のスイッチとを有する駆
動電流制御部と、この制御部における駆動電流で発光す
る半導体レーザーの熱結合による出力変動を補正する補
正部とからなっている。

すなわち、半導体レーザー１は、そのカソードを、複数
段設けられた差動増幅回路２．３．４を構成するトラン
ジスタ２人、２Ｂ、３Ａ、　３Ｂ、４Ａ、　４Ｂの一方
に接続されている。上述した差動増幅回路２゜３．４に
は、後述するコード信号によりオン／オフするスイッチ
回路を構成し、その両エミッタ側には１−ランジスタ５
．６．７からなる定電流回路が接続しである。これら定
電流回路５．６．７のうち、定電流回路７は、半導体レ
ーザー１に対するバイアス用の電流を供給するためのも
のである。

そして、上述した差動増幅回路２，３．４には、本実施
例の場合、２ビツトのコード信号を入力されるようにな
っており、このコード信号は、画像濃度を含む画像情報
と対応するものであって、差動増幅回路２における一方
のトランジスタ２Ａのべ一入に、そして、オアゲート８
を介して他の差動増幅回路３．４におけるトランジスタ
３Ａ、　４Ａのペースにそれぞれ印加されるようになっ
ている。従って、このコード信号に応じた定′？８．流
回路５．６．７からの駆！ＩＩＩ電流が半導体レーザ１
に供給されることになり、本実施例の場合には、２ビツ
トであることから１例えば、次の通りの駆動電流が設定
され、かつ、この駆動電流による半導体レーザー１での
光出力が得られるようにされている。

（１）　　コード信号がｒＯＪの場合、半導体レーザー
への電流は流れない。

（２）　　コード信号が「１」の場合、（Ｉ、　＋　Ｉ
ｔｈ　’　）だけ流れ、光出力はＬｏとなる。

（３）　　コード信号が「２」の場合、　（２Ｉ、　＋
Ｉｔｈ　’　）だけ流れ、光出力は、２×Ｌｏどなる。

（４）ツー１４３号が「３」の場合、（３Ｉ。＋工ｔｈ
’）だけ流れ、光出力は、３ＸＬ、どなる。

このように、駆動電流設定部では、半導体レーザー１に
対する駆動電流が決められ、その電流を半導体レーザー
１に供給することになるが、駆動電流を設定するための
各電流源同士の関係は、バイアス用電流を設定する定電
流回路４を除く、各電流回路間で、基本電流値と２″倍
となるように、その電流値が決められるものとされてい
る。

一方、半導体レーザー１への駆動電流を印加する定電流
回路５，６．７には、そのうちのひとつ、すなわち、半
導体レーザー１へのバイアス電流を印加できる差動増幅
回路４には、半導体レーザー１の熱結合による出力変動
を補正する補正回路Ｃ１Ｃが設けである。

すなわち、この補正回路Ｃ２Ｃは、半導体レーザー１か
ら後方に出射されたレーザービームを受光するフォトダ
イオードから成る光検出器９を持ち、この光検出器９は
、レーザービームの強度に比例した電流を出力する。そ
して、この電流は増幅器１０によって、電圧に変換され
、比較器１１で基僧電圧Ｖ　ｒｅｆと比較される。比較
器１１の出力電圧は、比較器１１の面入力電圧の大小関
係により、高レベル又は、低レベルとなり、アップダウ
ンカウンタ１２のカウントモードを制御する。例えば、
半導体レーザー１からのレーザービームの強度が基僧値
よりも弱いときには、比較器１１の出力が低レベルとな
り、アップダウンカウンタ１２はアップカウンタとして
動作する状態となる。

ところで、このアップダウンカウンタＩ２には、アップ
ダウンカウンタ１２のイネーブル状態を制御するエツジ
検出回路１３が接続されており、このエツジ検出回路１
３は１例えば、第２図に示すように。

半導体レーザー１の光出力で感光体を走査して画像記録
を行うときには消滅する信号、本実施例ではパワーセッ
ト信号（図中、パワーｓｅｔで示す信号）と称する信号
によって作動させられ、比較器１１の立上りを検出して
アップダウンカウンタ１２ヘイネーブルおよび、イネー
ブルの解除を指示する信号を出力する。

従って、いま、非感光体走査時において、パワーセット
信号が出された時に光検出器９からのレーザビームの強
度が弱い場合には、比較器１１での出力の立上りエツジ
を検出回路１３によって検出され、このエツジ検出回路
１３からのイネーブル信号を受け、アップダウンカウン
タ１２が、発振器１４からのタロツク信号によりその計
数値を増加させていく。このアップダウンカウンタ１２
からの計数出力は、ディジタル／アナログ変換器１４で
アナログ量に変換されて半導体レーザー１のバイアス用
電流を印加する作動増幅器のうちのトランジスタ４Ａの
ベースに印加する。従って、半導体レーザー１では、変
調信号によりオン／オフさせられると共に、アップダウ
ンカウンタ１２の計数値が徐々に増加することにより光
出力が上昇する。そして、半導体レーザー１による感光
体走査時には、パワーセット信号がなくなり、アップダ
ウンカウンタ１２はディスイネーブル状態となり、出力
調！：ｆが未了ならば、中断される。

そして、非感光体走査時には、パワーセラ１〜信号が出
され、アップダウンカウンタ１２がイネーブル状態とな
り、半導体レーザー１の出力調整が再開される。この後
、比較器１１の出力が低レベルから高レベルに反転する
と、エツジ検出回路１３が比較器１１の出力の立上りエ
ツジを検出し、エツジ検出回路】３によって、アップダ
ウンカウンタ１２がディスイネーブル状態とされ、アッ
プダウンカウンタ１２は、その計数値を保持し、半導体
レーザー１は、駆動電流の大きさがそのまま保持される
。

一方、アップダウンカウンタ１２のディスネーブル状態
が解除された際に比較器Ｉｆの出力が高レベルであれば
、アップダウンカウンタ１２はダウンカウントモードに
なってクロックをダウンカウントする。よって、半導体
レーザー１の駆動電流が減少し、増幅器ｌＯの出力が減
少する。そして、増幅器ｌＯの出力が基準電圧Ｖ　ｒｅ
ｆより小さくなって比較器１１の出力が高レベルから低
レベルに反転すると、エツジ検出回路１３が比較器１１
の出力の立上りエツジを検出してアップダウンカウンタ
１２をディスネーブル状態に復帰させる。従って、アッ
プダウンカウンタ１２は、計数値を保持し、半導体レー
ザー１の駆動電流の大きさがそのまま保持される。

なお、上述した実施例においては、パワーセット信号を
非感光体走査時に対応して出力されるものとしたが、こ
れに限らず、他の方式によるトリガ信号としても良い。

（効　果）以上、本発明によれば、半導体レーザーによる光学的走
査を行う場合、信号の入力に応じて、複数段設けられて
いる駆動電流設定部のいずれかを選択することができ、
これによって、その入力信号が画像濃度を含めた画像情
報である場合には、その画像情報に忠実に半導体レーザ
ーでの光出力を設定することが可能となる。しかも、こ
のような半導体レーザーに対して駆動電流を供給する場
合には、半導体レーザーの出力変動を補正した状態が得
られるので、半導体レーザーの熱結合による出力変動を
無くした状態で画像の再生が忠実に行える。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例による半導体レーザー出力制御装
置を示すブロック図、第２図は第１図に示したブロック
図における要部の作用説明するためのタイミングチャー
ト、第３図は半導体レーザーに対する駆動電流と光出力
との関係を説明するための線図、第４図は半導体レーザ
ーの特性を示す線図である。１・・・半導体レーザー、２．３・・・駆動電流設定部
におけるスイッチを成す差動増幅回路、４・・・半導体
レーザーのバイアス用駆動電流を設定するためのスイッ
チを成す差動増幅回路、５．６、・・・定電流回路、７
・・・バイアス用電流回路、８・・・オアゲート。

Claims

【特許請求の範囲】複数の光強度レベルに対応する信号を入力される半導体
レーザー出力制御装置であって、複数の定電流源を持ち、この定電流源に対するスイッチ
ング素子をそれぞれ直列に設け、上記信号に応じて上記
複数のうちのいずれかの定電流源を選択することを特徴
とする半導体レーザー出力制御装置。